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By Helmut Schwarz

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftli cher Mitarbeiter am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universitat Munchen. Besonders danken mochte ich Herrn Prof. Dr. -Ing. J. Milberg, dem Leiter des Instituts, der mir die Bearbeitung der Thematik ermoglichte und durch kritische Anregungen und wertvolle Hinweise meine Arbeit stets wohlwollend unterstutzte. Herrn Prof. Dr. G. Habenicht, dem Leiter des Lehrstuhls fur Fugetechnik der Technischen Universitat Munchen, danke ich fur die Ubernahme des Koreferats und die aufmerksame Durchsicht der Arbeit. Schliesslich mochte ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Insti tuts, insbesondere den Kollegen der "Lasercrew," sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung der Arbeit unterstutzt haben, recht herzlich bedanken. Ein besonderer Dank gilt meiner Frau Heidi und meinen Eltern, die durch ihre Geduld und ihr Verstandnis zum Gelingen dieser Arbeit beitrugen. Munchen, im September 1993 Helmut Schwarz Inhaltsverzeichnis I Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1. 1 Der Laser als neues Werkzeug in der Produktion 1. 2 Einordnung und Abgrenzung des Aufgabengebietes four 2 Grundlagen und Stand der Technik 6 2. 1 Aufbau. Funktionsweise und Einsatz von Laseranlagen 6 2. 1. 1 Laserstrahlquellen eight 2. 1. 1. 1 Laserarten und -prinzip eight 2. 1. 1. 2 Laser fur die Materialbearbeitung nine 2. 1. 2 Komponenten zur Strahlfuhrung und -formung 12 2. 1. three Kombination mit Robotern 14 2. 2 Programmierung von Laseranlagen 17 2. 2. 1 On-Line-Programmierverfahren 17 2. 2. 2 Off-Line-Programmierverfahren 19 2

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Probleme bereitet auch die Integration der Lasertechnologie in den Produktionsprozeß. Dies betrifft zum einen auf Werkstattebene die Verknüpfung aller Anlagenkomponenten wie Sensoren, Handhabungsgeräte, Steuerungen und Transporteinrichtungen. Zum anderen gibt es bei der Integration der Informationsverarbeitung noch große Defizite [MILB 92C]. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten konzentrieren sich bisher jedoch vornehmlich auf die technische Anlagen- und Prozeßauslegung [SCHU 92]. Die dargestellten Problemfelder stellen laserspezifische Besonderheiten dar, die als Randbedingungen beim Lasereinsatz berücksichtigt werden müssen.

Die Signale werden elektrisch, optisch, mechanisch oder hydraulisch verstärkt. Taktile Sensoren arbeiten unabhängig vom Werkstoff und von der Feinstruktur 23 2 Grundlagen und Stand der Technik pneumatisch kapazitiv -------t ~--+ Spa~· breite Bild 2·12: Unterschiedliche Meßprinzipien von Sensorsystemen der Oberfläche. Es können Fühlstifte, Rollen oder Gleiter zum Einsatz kommen. Aufgrund der meist einfachen Meßsignalaufnahme sind sie einfach in bestehende Systeme zu integrieren. Zur Nahtverfolgung muß die Tastspitze der Nahtform angepaßt sein.

Bild 2-14). Die Neuheit der Lasertechnologie stellt insbesondere für kleinere Betriebe oftmals ein Problem dar, da für viele Applikationen kein fundiertes Anwenderwissen vorliegt und somit technologisches Neuland betreten werden muß [SCHU 92]. Hinzu kommt, daß sich der Lasermarkt und auch die Lasertechnologie noch mitten in der Entwicklungsphase befinden, die noch mehrere Jahre andauern wird [HERZ 92]. Ins Gewicht fallen auch die Sicherheitsanforderungen. Da das Gefährdungspotential eines Lasers meistens größer ist als das anderer Werkzeugmaschinen, muß der Anwender eine Reihe von Sicherheitsanforderungen erfüllen.

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